Almanac of Clinical MedicineAlmanac of Clinical MedicineАльманах клинической медицины2072-05052587-9294Moscow Regional Research and Clinical Institute (MONIKI)1767510.18786/2072-0505-2026-54-011ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleDiagnostic value of tissue mRNA and microRNA expression profiles for differentiating pancreatic cancer from chronic pancreatitis: A pilot studyДиагностическое значение тканевых экспрессионных мРНК и микроРНК профилей для дифференциации рака поджелудочной железы и хронического панкреатита: пилотное исследованиеhttps://orcid.org/0000-0002-2850-728XFreylikhmanOlga A.ФрейлихманОльга Aлександровна
Russian Federation

PhD (in Biol.), Senior Research Fellow, Research Laboratory of Microvesicular Transport, Institute of Molecular Biology and Genetics

канд. биол. наук, ст. науч. сотр. научно-исследовательской лаборатории микровезикулярного транспорта Института молекулярной биологии и генетики

olga1-7@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3389-5309SeyfedinovaSabina Sh.СейфединоваСабина Шерафединовна
Russian Federation

MD, Endoscopist, Endoscopy Department with Clinic

врач эндоскопического отделения с клиникой

seysabina000@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9540-7812DanilovIvan N.ДаниловИван Николаевич
Russian Federation

MD, PhD, Head of the Department of Faculty Surgery with Clinic, Institute of Medical Education

канд. мед. наук, зав. кафедрой факультетской хирургии с клиникой Института медицинского образования

ivandanilov75@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9349-6257KostarevaAnna A.КостареваАнна Александровна
Russian Federation

Doctor of Biol. Sci., Professor, Department of Faculty Therapy with Clinic, Institute of Medical Education; Head of the Institute of Molecular Biology and Genetics

д-р биол. наук, профессор кафедры факультетской терапии с клиникой Института медицинского образования, директор Института молекулярной биологии и генетики

akostareva@hotmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0794-232XSolonitsynEvgeny G.СолоницынЕвгений Геннадьевич
Russian Federation

MD, PhD, Associate Professor, Department of Faculty Surgery with Clinic, Institute of Medical Education

канд. мед. наук, доцент кафедры факультетской хирургии с клиникой Института медицинского образования

mail@esolonitsyn.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1916-5705KalininaOlga V.КалининаОльга Викторовна
Russian Federation

Doctor of Biol. Sci., Professor, Department of Laboratory Medicine with Clinic, Institute of Medical Eductaion

д-р биол. наук, профессор кафедры лабораторной медицины с клиникой Института медицинского образования

olgakalinina@mail.ruAlmazov National Medical Research CentreФГБУ «Национальный исследовательский медицинский центр имени В.А. Алмазова» Минздрава России250820260607202613082026Copyright ©; , Freylikhman O.A., Seyfedinova S.S., Danilov I.N., Kostareva A.А., Solonitsyn E.G., Kalinina O.Copyright ©; , Фрейлихман О.A., Сейфединова С.Ш., Данилов И.Н., Костарева А.А., Солоницын Е.Г., Калинина О.В.Freylikhman O.A., Seyfedinova S.S., Danilov I.N., Kostareva A.А., Solonitsyn E.G., Kalinina O.Фрейлихман О.A., Сейфединова С.Ш., Данилов И.Н., Костарева А.А., Солоницын Е.Г., Калинина О.В.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://almclinmed.ru/jour/article/view/17675

Background: Differential diagnosis of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) in patients with chronic pancreatitis (CP) remains challenging because of overlapping morphological and imaging features. Transcripts of tumor-associated genes and microRNAs (miRNAs) are considered promising biomarkers of malignant transformation. Our group previously investigated the expression of 17 tumor-associated messenger RNAs (mRNAs) in pancreatic neoplasms; however, their expression in PDAC compared with CP and their regulatory interactions with tissue miRNAs have not been comprehensively evaluated.

Aim: To analyze the differential expression of 17 tumor-associated mRNAs genes and miRNA profiles in tissue samples of PDAC and CP, and to perform an integrative assessment of regulatory patterns to determine the potential diagnostic value of the identified markers.

Methods: A single-center, prospective, cross-sectional, exploratory diagnostic biomarker study was conducted. Pancreatic tissue samples obtained by ultrasound-guided fine-needle aspiration biopsy between October 2020 and July 2023 were examined. The relative expression of 17 target mRNAs (CCNB1, PYGL, KIF22, UBE2C, CDK1, PKM, ELOVL6, NAPEPLD, MYC, CLDN18, GPC1, MUC1, MUC5AC, MUC4, MUC16, PLAU, and ITGA2) was assessed by real-time polymerase chain reaction. Subsequently, small RNA next generation sequencing and bioinformatic analysis were performed to assess differential miRNA expression. Integrative in silico analysis included evaluation of miRNA-mRNA regulatory interactions and functional annotation of the identified molecules using miRNet 2.0, KEGG, and Gene Ontology databases.

Results: The study included 18 patients, of whom 13 were diagnosed with PDAC and 5 with CP by histological examination. Comparative analysis of mRNA expression profiles revealed significantly elevated levels of ITGA2 (p = 0.028), MUC1 (p = 0.019), and PKM (p = 0.0007) in PDAC samples compared with CP. The highest AUC value was obtained for PKM (AUC = 1.00; 95% confidence interval 1.000–1.000; p = 0.0007). Small RNA sequencing identified 1319 miRNAs, of which 21 showed differential expression between PDAC and CP according to the criterion |log2FC| ≥ 1.0 at p < 0.05; however, none reached the threshold for statistical significance after multiple testing (padj < 0.05) between the PDAC and CP groups. The most pronounced downregulation was observed for hsa-miR-205-5p (log2FC = -11.885; p = 0.003), while hsa-miR-146a-5p showed the greatest upregulation (log2FC = 2.993; p = 0.0001). Integrative analysis identified eight miRNAs (hsa-miR-335-5p, hsa-miR-155-5p, hsa-miR-335-3p, hsa-miR-342-3p, hsa-miR-31-5p, hsa-miR-205-5p, hsa-miR-22-3p, and hsa-miR-28-3p), that functionally connected to PKM, MUC1, and ITGA2. Hsa-miR-335-5p showed the highest network connectivity (degree of connectivity was 9,809,622).

Conclusion: The elevated expression of PKM, MUC1, and ITGA2, together with altered expression of hsa-miR-205-5p and hsa-miR-335-5p, suggests that these molecules may serve as potential components of a diagnostic panel for differentiating PDAC from CP. These findings require further validation in independent cohorts. Integrative analysis of mRNA and miRNA profiles may represent a promising approach for selecting combinations of molecular markers for subsequent development and validation of comprehensive diagnostic models for pancreatic neoplasms.

Обоснование. Дифференциальная диагностика протоковой аденокарциномы (ПАК) поджелудочной железы на фоне хронического панкреатита (ХП) остается сложной клинической задачей из-за сходства морфологических и визуализирующих признаков. В качестве перспективных биомаркеров опухолевой трансформации рассматриваются транскрипты опухоль-ассоциированных генов, а также микроРНК (miRNA). Ранее нашей группой была исследована экспрессия 17 опухоль-ассоциированных матричных РНК (мРНК) при новообразованиях поджелудочной железы, однако их экспрессия при сравнении ПАК и ХП и регуляторные связи с тканевыми микроРНК комплексно не оценивались.

Цель – анализ дифференциальной экспрессии 17 мРНК опухоль-aссоциированных генов и профилей микроРНК в тканевых образцах ПАК и ХП и интегративная оценка регуляторных закономерностей с определением потенциальной диагностической значимости выявленных маркеров.

Материал и методы. Проведено одноцентровое проспективное одномоментное исследование диагностических биомаркеров поискового характера. Исследовали образцы ткани поджелудочной железы, полученные с октября 2020 по июль 2023 г. при тонкоигольной аспирационной пункции под ультрасонографическим контролем. Оценивали относительную экспрессию 17 целевых мРНК (CCNB1, PYGL, KIF22, UBE2C, CDK1, PKM, ELOVL6, NAPEPLD, MYC, CLDN18, GPC1, MUC1, MUC5AC, MUC4, MUC16, PLAU, ITGA2) методом полимеразной цепной реакции в реальном времени. Далее выполняли высокопроизводительное секвенирование малых РНК и биоинформатический анализ с оценкой дифференциальной экспрессии микроРНК. Интегративный анализ in silico включал оценку регуляторных взаимодействий «микроРНК – мРНК» и функциональное аннотирование выявленных молекул с использованием баз данных miRNet 2.0, KEGG и Gene Ontology.

Результаты. В исследование включено 18 пациентов, у 13 из которых по данным гистологического исследования диагностирована ПАК, у 5 – ХП. Сравнительный анализ экспрессионных профилей мРНК выявил значимое повышение уровней ITGA2 (p = 0,028), MUC1 (p = 0,019) и PKM (p = 0,0007) в образцах ПАК по сравнению с ХП. Наиболее высокое значение AUC получено для PKM (AUC = 1,00; 95% доверительный интервал 1,000–1,000; p = 0,0007). При секвенировании малых РНК идентифицировано 1319 микроРНК, из которых 21 микроРНК – с дифференциальной экспрессией между ПАК и ХП согласно критерию |log2FC| ≥ 1,0 при p < 0,05, однако ни одна из них не достигла порога статистической значимости при множественном тестировании (padj < 0,05) между группами ПАК и ХП. Наиболее выраженное снижение отмечено для hsa-miR-205-5p (logFC = -11,885, р = 0,003), а повышение – для hsa-miR-146а-5p (logFC = 2,993, p = 0,0001). Интегративный анализ выявил восемь микроРНК (hsa-miR-335-5p, hsa-miR-155-5p, hsa-miR-335-3p, hsa-miR-342-3p, hsa-miR-31-5p, hsa-miR-205-5p, hsa-miR-22-3p и hsa-miR-28-3p), функционально связанных с генами PKM, MUC1 и ITGA2; наибольшую сетевую связанность имела hsa-miR-335-5p (степень связанности – 9 809 622).

Заключение. Повышенная экспрессия PKM, MUC1 и ITGA2, а также изменения экспрессии hsa-miR-205-5p и hsa-miR-335-5p позволяют рассматривать эти молекулы в качестве потенциальных компонентов диагностической панели для дифференциальной диагностики ПАК и ХП. Полученные результаты требуют дальнейшего подтверждения на независимых выборках. Интегративный анализ профилей мРНК и микроРНК может быть перспективным подходом к отбору комбинаций молекулярных маркеров для последующей разработки и валидации комплексных диагностических моделей при новообразованиях поджелудочной железы.

pancreatic ductal adenocarcinomachronic pancreatitismicroRNAmessenger RNAgene expression profilingtumor biomarkersdifferential diagnosisпротоковая аденокарцинома поджелудочной железыхронический панкреатитмикроРНКматричная РНКпрофилирование экспрессии геновопухолевые биомаркерыдифференциальная диагностикаМинистерство здравоохранения Российской ФедерацииMinistry of Health of the Russian Federation056-00009-26-00The literature search and analytical work for this manuscript were financially supported by the Ministry of Health of the Russian Federation (agreement No. 126020916809-4).Поисково-аналитическая работа по подготовке рукописи проведена при финансовой поддержке Министерства здравоохранения Российской Федерации (соглашение № 126020916809-4).Siegel RL, Miller KD, Wagle NS, Jemal A. Cancer statistics, 2023. CA Cancer J Clin. 2023;73(1):17–48. doi: 10.3322/caac.21763.Gandhi S, de la Fuente J, Murad MH, Majumder S. Chronic pancreatitis is a risk factor for pancreatic cancer, and incidence increases with duration of disease: A systematic review and meta-analysis. Clin Transl Gastroenterol. 2022;13(3):e00463. doi: 10.14309/ctg.0000000000000463.Salgado D, Kang J, Costa AF. Mimics of pancreatic neoplasms at cross-sectional imaging: Pearls for characterization and diagnostic work-up. Curr Probl Diagn Radiol. 2025;54(3):382–391. doi: 10.1067/j.cpradiol.2024.12.002.Dahiya DS, Shah YR, Ali H, Chandan S, Gangwani MK, Canakis A, Ramai D, Hayat U, Pinnam BSM, Iqbal A, Malik S, Singh S, Jaber F, Alsakarneh S, Mohamed I, Ali MA, Al-Haddad M, Inamdar S. Basic principles and role of endoscopic ultrasound in diagnosis and differentiation of pancreatic cancer from other pancreatic lesions: A comprehensive review of endoscopic ultrasound for pancreatic cancer. J Clin Med. 2024;13(9):2599. doi: 10.3390/jcm13092599.de Biase D, Visani M, Acquaviva G, Fornelli A, Masetti M, Fabbri C, Pession A, Tallini G. The role of next-generation sequencing in the cytologic diagnosis of pancreatic lesions. Arch Pathol Lab Med. 2018;142(4):458–464. doi: 10.5858/arpa.2017-0215-RA.Patel HR, Diaz Almanzar VM, LaComb JF, Ju J, Bialkowska AB. The role of microRNAs in pancreatitis development and progression. Int J Mol Sci. 2023;24(2):1057. doi: 10.3390/ijms24021057.Guo K, Zhao Y, Cao Y, Li Y, Yang M, Tian Y, Dai J, Song L, Ren S, Wang Z. Exploring the key genetic association between chronic pancreatitis and pancreatic ductal adenocarcinoma through integrated bioinformatics. Front Genet. 2023;14:1115660. doi: 10.3389/fgene.2023.1115660.Freylikhman O, Seyfedinova S, Kamalova V, Vatian A, Boukhanovsky A, Kostareva A, Solonitsyn E, Kalinina O. RNA Signature as potential diagnostic marker for differentiation of pancreatic cysts: A pilot study. Int J Mol Sci. 2025;26(19):9680. doi: 10.3390/ijms26199680.Seyfedinova SS, Freylikhman OA, Sokolnikova PS, Samochernykh KA, Kostareva AA, Kalinina OV, Solonitsyn EG. Fine-needle aspiration technique under endoscopic ultrasound guidance: A technical approach for RNA profiling of pancreatic neoplasms. World J Gastrointest Oncol. 2024;16(6):2663–2672. doi: 10.4251/wjgo.v16.i6.2663.Zhou J, Hui X, Mao Y, Fan L. Identification of novel genes associated with a poor prognosis in pancreatic ductal adenocarcinoma via a bioinformatics analysis. Biosci Rep. 2019;39(8):BSR20190625. doi: 10.1042/BSR20190625.Ren D, Zhao J, Sun Y, Li D, Meng Z, Wang B, Fan P, Liu Z, Jin X, Wu H. Overexpressed ITGA2 promotes malignant tumor aggression by up-regulating PD-L1 expression through the activation of the STAT3 signaling pathway. J Exp Clin Cancer Res. 2019;38(1):485. doi: 10.1186/s13046-019-1496-1.Chen M, Liu H, Li Z, Ming AL, Chen H. Mechanism of PKM2 affecting cancer immunity and metabolism in tumor microenvironment. J Cancer. 2021;12(12):3566–3574. doi: 10.7150/jca.54430.Chen W, Zhang Z, Zhang S, Zhu P, Ko JK, Yung KK. MUC1: Structure, function, and clinic application in epithelial cancers. Int J Mol Sci. 2021;22(12):6567. doi: 10.3390/ijms22126567.Borgmästars E, de Weerd HA, Lubovac-Pilav Z, Sund M. miRFA: An automated pipeline for microRNA functional analysis with correlation support from TCGA and TCPA expression data in pancreatic cancer. BMC Bioinformatics. 2019;20(1):393. doi: 10.1186/s12859-019-2974-3.Condrat CE, Thompson DC, Barbu MG, Bugnar OL, Boboc A, Cretoiu D, Suciu N, Cretoiu SM, Voinea SC. miRNAs as biomarkers in disease: Latest findings regarding their role in diagnosis and prognosis. Cells. 2020;9(2):276. doi: 10.3390/cells9020276.Ferrari E, Gandellini P. Unveiling the ups and downs of miR-205 in physiology and cancer: Transcriptional and post-transcriptional mechanisms. Cell Death Dis. 2020;11(11):980. doi: 10.1038/s41419-020-03192-4.Zhuang L, Guo J, Yao Y, Li Z. miR-205 targets runt-related transcription factor 2 to inhibit human pancreatic cancer progression. Oncol Lett. 2019;17(1):843–848. doi: 10.3892/ol.2018.9689.Grzywa TM, Klicka K, Włodarski PK. Regulators at every step-how microRNAs drive tumor cell invasiveness and metastasis. Cancers (Basel). 2020;12(12):3709.Ma L, Fan Z, Du G, Wang H. Leptin-elicited miRNA-342-3p potentiates gemcitabine resistance in pancreatic ductal adenocarcinoma. Biochem Biophys Res Commun. 2019;509(3):845–853. doi: 10.1016/j.bbrc.2019.01.030.Madadjim R, An T, Cui J. MicroRNAs in pancreatic cancer: Advances in biomarker discovery and therapeutic implications. Int J Mol Sci. 2024;25(7):3914. doi: 10.3390/ijms25073914.Wang S, Gao Y. Pancreatic cancer cell-derived microRNA-155-5p-containing extracellular vesicles promote immune evasion by triggering EHF-dependent activation of Akt/NF-κB signaling pathway. Int Immunopharmacol. 2021;100:107990. doi: 10.1016/j.intimp.2021.107990.